CZ284107B6 - Způsob oddělování p-xylenu - Google Patents

Abstract

Způsob oddělování p-xylenu ze směsné násady obsahující p-xylen a kromě toho alespoň jeden jiný isomer xylenu /včetně ethylbenzenu/ a popřípadě C.sub.9.n. aromatické uhlovodíky, který se provádí tak, že se směsná násada uvádí do styku s adsorbentem obsahujícím krystalický aluminosilikát, který na místech vyměnitelných kationtů obsahuje ion kovu ze skupiny IA nebo IIA periodické tabulky za adsorpčních podmínek, přičemž dochází k selektivní adsorpci p-xylenu na uvedeném adsorbentu a vzniká rafinátový proud, obsahující méně silně adsorbované jiné isomery xylenu a poté se vzniklý adsorbent obsahující p-xylen uvádí do styku s desorbentem obsahujícím diethyltoluen za desorpčních podmínek, přičemž dochází k odstranění p-xylenu z desorbentu ve formě extraktového proudu. Kovem ze skupiny Ia nebo IIA zejména draslík a/nebo baryum.ŕ

Description

Vynález spadá do oboru dělení uhlovodíků adsorpcí. Konkrétně se vynález týká způsobu oddělování para-xylenu ze směsné násady obsahující alespoň dva isomery xylenu, počítaje v to i p-isomer, při němž se používá zeolitického adsorbentu a desorbentu. Vynález přináší značné výhody zejména při postupu, při němž nádob sada obsahuje také C₉ aromatické uhlovodíky, o kterých je známo, že působily problémy při až dosud známých adsorpčních separačních postupech tohoto typu.

Při četných postupech popsaných v patentové literatuře, jako například v US patentech č. 3 626 020 (Neužil), 3 663 638 (Neužil), 3 665 046 (de Rosset), 3 668 266 (Chen a další), 3 686 342 (Neužil a další), 3 700 744 (Berger a další), 3 734 974 (Neužil), 3 894 109 (Rosback), 3 997 620 (Neužil) a B426274 (Hedge), se uvádí použití určitých zeolitických adsorbentů pro oddělování para isomerů dialkylsubstituovaných monocyklických aromatických uhlovodíků od ostatních isomerů, zejména pak pro ddělování p-xylenu od ostatních isomerů sylenu. V mnoha těchto patentech se navrhuje použít jako desorbentu benzenu, toluenu nebo p-diethylbenzenu. pDiethylbenzen (p-DEB) se stal průmyslovým standardem pro tuto separaci. p-Diethylbenzen je však .,těžkým“ desorbentem (má vyšší teplotu varu než p-xylen), což způsobuje problémy při způsobu oddělování p-xylenu adsorpcí, když směsné násady obsahují také C₉ aromáty. Je tomu tak proto, poněvadž teplota varu p-diethylbenzenu se příliš blíží teplotě varu C₉ aromatických uhlovodíků obsažených v násadě, takže oddělování jednoduchou frakcionací je obtížné. Jelikož se C₉ aromáty obtížně odděluji od p-diethylbenzenu jednoduchou frakcionací, pokud jsou připouštěny v násadě pro adsorpčni separační stupeň, postupně se hromadí v desorbentu, který je nutno z ekonomických důvodů recirkulovat. Při známém způsobu izolace p-xylenu ze směsných násada obsahujících jeho isomery za použití p-DEB, jako desorbentu, bylo proto nutno před adsorpčni separací p-xylenu snižovat obsah C₉ aromátů v násadě pod asi 0,1 % objemového. To se obvykle provádí destilací v tzv. xylenové štěpící koloně. Je samozřejmé, že kdyby nebylo nutno předem odstraňovat C₉ aromáty, bylo by možno se vyhnout vysokým nákladům, které jsou s touto praxí spojeny jako jsou investiční náklady na xylenovou štěpící kolonu a zařízení potřebná pro dosažení v podstatě úplného odstranění C₉ aromátů nebo tylo náklady alespoň podstatně snížit. Ve shora citovaném US patentu č. 3 686 342 se sice uvádějí i další substituované benzeny jako možné těžké desorbenty pro separační postupy, při nichž se získává p-xylen, nicméně je zde jasně řečeno, že p-DEB je nejlepším desorbentem pro toto dělení. Tento patent se kromě toho nezabývá problémem, se kterým se mohou přednostní desorbenty' střetávat při dělení násad obsahujících C₉ aromáty. Proto je již dlouhou dobu hledána a zatím byla nedostupná látka s vyšší teplotou varu, která by vyhovovala požadavkům na selektivitu kladeným na desorbenty a kterou by bylo možno oddělovat od C₉ aromátů.

Je také známo, že při adsorpčních separacích různých směsí se používá krystalických aluminosilikátů nebo zeolitů ve formě aglomerátů, které mají vysokou fyzikální pevnost a odolnost proti oděru. Vysoce čisté krystalické zeolitové prášky se zpracovávají na takové aglomeráty míšením za vlhka s anorganickými pojivý, obvykle jíly obsahujícími oxid křemičitý a oxid hlinitý. Promísená směs jílu a zeolitu se pak vytlačuje a peletizuje na válcovité pelty nebo se tváří na kuličky a pak se tyto útvary kalcinují. aby se jíl převedl na značně mechanicky pevné amorfní pojivo. Jako pojivo se obvykle používá jílů kaolonitického typu, organických polymerů propustných pro vodu nebo oxidu křemičitého.

Separační postup podle vynálezu se může provádět v systému s pevným nebo pohyblivým ložem adsorbentu, přednostním systémem pro toto dělení je však systém s protiproudovým simulovaným pohyblivým ložem, jako je systém posaný v US patentu č. 2 985 589 (Broughton) Cyklického postupu přiváděných a odváděných proudů se může dosáhnout pomocí rozdělovacího systému, který je také znám, například pomocí ventilů s rotačním diskem (US patenty č. 3 040 777 a 3 422 848). Zařízení založená na těchto principech jsou známá ve velikostech

- 1 CZ 284107 B6 v rozmezí od poloprovozního měřítka (US patent č. 3 706 813, de Rosset) až do provozního měřítka a rozmezím průtoku od několika ml za hodinu až do mnoha tisíců litrů za hodinu.

Vynález je rovněž možno uplatnit při souproudovém pulsním diskontinuálním postupu, jako je postup popsaný v US patentu č. 4 159 284.

V některých případech ilustrovaných v tomto popisu je také nutno odvádět s adsorpčného separačního stupně tři proudy, aby se získal požadovaný produkt jehož pevnost adsorpce leží mezi pevnostmi adsorpce proudu extraktu a proudu rafinátu. Tento intermediámí proud může být označován jako druhý rafinátový proud, jako je tomu v US patentu č. 4 313 015, nebo jako druhý extraktový proud, jako je tomu v US patentu č. 3 723 302. K. takovému případu dochází tehdy, když je nečistota obsažená v násadě, jako p-ethyltoluen pevněji adsorbována než požadovaný produkt, p-xylen. P-Ethyltoluen není vždy nutno oddělovat od p-xylenu. například když se p-xylenu používá pro oxidaci na kyselinu tereftalovou, která tvoří konečný produkt, poněvadž oxidací p-ethyltoluenu rovněž vzniká kyselina tereftalová. Je-li však požadováno, aby se koncentrace znečišťující složky v produktu udržovala na co nejnižší hodnotě, odebírá se první extrakt, v němž je vysoká koncentrace požadované složky a nižší koncentrace nečistoty a poté se odebírá v místě mezi přívodem desorbentu a odvodem prvního extraktu, druhý extrakt s vyšší koncentrací nečistoty a nižší koncentrací požadovaného produktu. Přitom však není nutno používat druhého desorbentu, pokud je desorbent schopen nejprve desorbovat lehčeji vázaný produkt a pak zbývající pevněji vázané nečistoty, jak je to uvedeno ve shora citovaném US patentu č. 3 723 302. Má-li se znečišťující složka získat ve vysoké koncentraci a čistotě, může se to provést odváděním druhého extraktu při souproudovém postupu s pulsní vsázkou, který je zmíněn výše.

Funkce a vlastnosti adsorbentů a desorbentů při chromatografické separaci kapalných složek jsou dobře známy, ale nicméně je možno odkázat na US patent č. 4 642 397 (Zinnen a další).

Nyní byl objeven způsob používající zeolitického adsorbentů a desorbentu pro oddělování p-xylenu od jeho isomerů. který představuje podstatné zlepšení separace xylenových isomerů v těch případech, kdy směsná násada obsahuje také jako nečistoty C₉ aromatické uhlovodíky.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je způsob oddělování p-xylenu ze směsné násady obsahující p-xylen a alespoň jeden jiný isomer xylenu, při němž se směsná násada uvádí do sty ku s adsorbentem obsahujícím krystalický aluminosilikát, který na místech vyměnitelných kationtů obsahuje ion kovu ze skupiny IA nebo IIA periodické tabulky za adsorpčních podmínek, přičemž dochází k selektivní adsorpci p-xylenu na uvedeném adsorbentů a vzniká rafinátový proud obsahující méně silně adsorbované jiné isomery xylenu a poté se vzniklý adsorbent obsahující p-xylen uvádí do styku s desorbentem za desorpčních podmínek, přičemž dochází k odstranění p-xylenu z desorbentu ve formě extraktového proudu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že desorbent obsahuje diethyltoluen.

Pojmu diethyltoluen se v tomto popisu používá pro označní kteréhokoliv z isomerů a jakékoliv jejich směsi. Vynález se tedy konkrétně vztahuje na použití 2,3-DET, 2.4-DET, 2,6-DET, 3,4-DET a 3,5-DET (kde zkratkou DET je označován diethyltoluen) a směsí dvou nebo více těchto isomerů. Tento desorbent má vyšší teplotu varu (například teplota varu 3.5-diethyltoluenu je 198 až 200 °C) než C₉ aromáty, což umožňuje oddělování C₉ aromátů od desorbentu jednoduchou frakcionací, aby bylo možno desorbentu znovu používat v procesu bez toho, že by se v recirkulovaném desorbentu hromadily C₉ aromáty. Z jiného hlediska je předmětem vynálezu také způsob oddělování C₉ aromátů ze směsné násady obsahující kromě C₉ aromátů p-xylen a alespoň jeden jiný isomer xylenu.

-2CZ 284107 B6

Následuje krátké vysvětlení výkresů.

Na obr. 1 je pomocí chromatogramu ilustrována separace p-xylenu ze směsi isomerů xylenu a C9 arimátů pomocí zeolitu typu Y, do něhož byly iontovou výměnou zavedeny ionty draslíku a desorbentu, kterým je směs 30/70 diethlytoluenu a n-heptanu. Obr. 2 se podobá obr. 1 s tím rozdílem, že v tomto případě bylo použito zeolitu typu X, do něhož byly iontovou výměnou zavedeny ionty barya a jako desorbentu 100 % směsi isomeru diethyltoluenu.

Jako adsorbentů se při způsobu podle vynálezu používá specifických krystalických aluminosilkátů či molokulových sít. totiž zeolitu typu X a Y. Zeolity jsou charakteristické svou klečovou strukturou, v niž se střídají čtyřstěny oxidu hlinitého a oxidu křemičitého, které jsou pevně spojeny za vzniku otevřené trojrozměrné sítě připomínající svou strukturou klece, jejichž okna jsou tvořena póry. Čtyřstěny jsou zesíťovány sdílením kyslíkových atomů a před částečnou nebo úplnou dehydratqací zeolitu jsou prostory mezi těmito čtyřstěny vyplněny molekulami vody. Dehydratací zeolitu vzniknou krystaly svázané s buňkami, které mají molekulární rozměry, a proto jsou krystalické aluminosilikáty často označovány jako „molekulová síta“, pokud je separace, která se s nimi provádí v podstatě závislá na rozdílu ve velikostech molekul násady, jako je tomu například u oddělování menších molekul normálních parafinů od větších molekul isoparafinů za použití určitého molekulového síta. Při způsobu podle vynálezu však termín „molekulová síta“, přestože se ho v širokém měřítku používá, není právě vhodný, poněvadž oddělování specifických aromatických isomeru je zjevně závislé na rozdílech v elektrochemickém přitahování různých isomerů a adsorbentů a nikoliv na čistě fyzikálním rozdílu velikosti molekul těchto isomerů.

V hydratované formě lze zeolit typu X popsat empirickým vzorcem 1, v němž je charakterizován molámím obsahem jednotlivých oxidů

Vzorec 1 (0.9 ± 0,2)M_2/nO:Al₂O₃: (2,5 ± 0.5)SiO₂: yH₂O kde M představuje kation. jehož mocenství není vyšší než 3, který vyrovnává elektrický náboj čtyřstěnu oxidu hlinitého a obvykle bává označován jako „vyměnitelné kationtové místo“. Symbol n označuje mocenství kationtu. Symbol y, označující počet molů vody, nabývá hodnot až do asi 9, v závislosti na totožnosti kationtu M a stupni hydratace krystalu. Jak je zřejmé ze vzorce 1, činí molámí poměr SiO₂/Al₂O₃ 2.5 ± 0,5. Kation M může být jednomocný, dvojmocný nebo trojmocný nebo se může jednat o jejich směs.

Zeolit se strukturou odpovídající typu Y je možno v hydratované nebo zčásti hydratované formě analogicky popsat molámím oxidovým vzorcem 2

Vzorec 2 (0,9 ± 0,2)M_{2 π}Ο:Α1₂Ο₃ :wSiO₂ :yH₂O kde Μ, n a y mají stejný význam jako ve vzorci 1 a vv představuje hodnotu v intervalu od asi 3 doó. Molámí poměr SiO2 A12o3 u zeolitu se strukturou odpovídající typu Y může být tedy v rozmezí od asi 3 do asi 6. U obou zeolitů může být kationtem M jeden nebo více různých kationtů, v původním stavu se však tyto zeolity obvykle připravují v takové formě, že kationtem M je převážně sodík. Zeolit typu Y obsahující na vyměnitelných kationtových místech převážně kationty sodíku je proto označován jako zeolit typu Y v sodné formě nebo jako NaY zeolit.

-3 CZ 284107 B6

V závislosti na čistotě reakčních složek použitých při výrobě zeolitu však mohou být jiné shora uvedené kationty přítomny jako nečistoty.

Při způsobu podle vynálezu se může použít zeolitů shora popsaných typů. Aby však na nich bylo možno provádět separaci, je nutno provést výměnu kationtů původně vyrobeného zeolitu ionty ze skupiny IA nebo Ha, například baryem nebo draslíkem nebo jejich směsmi.

Adsorbenty používané při separačních postupech obsahují obvykle krystalickou látku dispergovanou v amorfní anorganické matrici nebo pojivu, které obsahuje kanálky a dutiny umožňující přístup kapaliny ke krystalické látce. Jako typické anorganické látky vhodné pro tvorbu matrice je možno uvést oxid křemičitý, oxid hlinitý, jíl nebo jejich směsi. Pojivo napomáhá k tváření a aglomeraci krystalických částic, které by měly jinak podobu jemného prášku. Adsorbent může tedy mít podobu částic, jako jsou extrudáty, agregáty, tablety, makrosféry nebo franuláty o velikosti s výhodou v rozmezí od asi 16 do asi 60 mesh (Standardní americká sada sít „Standard U.S. Mesh“), tj. od 250 do 119 pm.

Směsné násady, kterých se používá při způsobu podle tohoto vynálezu obsahují p-xylen, alespoň jeden jiný Cg aromatický’ isomer a mohou také obsahovat jeden nebo víc C9 aromátů, jako nečistoty. Směsi obsahující značná množství p-xylenu a jiných Cg isomerů a C9 aromátů se obvykle připravují reformovacími a isomerizačními postupy, což jsou postupy dobře známé v oboru rafinace ropy. Mnohé z C9 aromatických uhlovodíků mají teplotu varu v intervalu od 160 do 170 °C a není možno je oddělit destilací od standardního desorbentu, p-diethylbenzenu. V až dosud prováděných postupech se proto C9 aromáty obvykle destilačním způsobem odstraňovaly z násady před adsorpčním separačním stupněm a tedy před kontaktováním s normálním desorbentem. Nyní byl objeven desorbent, který je možno snadno oddělovat od Co aromátů frakcionací prováděnou po adsorpčním separačním stupni. Za použití desorbentu podle vynálezu nevyžaduje postup velkou kolonu a řadu dalších zařízení sloužících pro předběžné zpracování násady, což má za následek značnou úsporu investičních nákladů.

Směsné násady pro způsob podle vynálezu je možno získat reformováním. Při reformovacích procesech se těžký benzin uvádí do styku s katalyzátorem obsahujícím platinu a halogen za podmínek, jejichž ostrost je volena tak, aby se získal produkt obsahující Cg isomery. Obvykle se pak reformát frakcionuje. aby se C₈ aromatické isomery zkoncentrovaly v Cg frakci, která obsahuje Cg aromatické isomery, stejně tak, jako Cg nearomatické uhlovodíky a C₉ aromáty. Směsné násady pro postup podle vynálezu se rovněž mohou získat isomerizačními a transalkylačními postupy. Směsi xylenů, které jsou chudé najeden nebo více isomerů je možno za isomerizačních podmínek isomerizovat, za vzniku produktu Cg aromatické isomery. například produktu obohaceného o p-xylen a Cg nearomáty a C9 aromáty. Obsah C9 aromátů v isomerizační xylenové směsi může dosahovat až 1 až 2 % objemových, v závislosti na podmínkách isomerace. Podobně i transalkylací směsí C7 a C9 aromátů vznikají isomery xylenu, které obsahují C9 aromáty. Při všech těchto katalytických procesech je zapotřebí používat xylenové štěpící kolony (splitter) pro odstranění C9 aromátů z C₈ aromátů před tím, než se může použít pro dělení xylenů konvenčních adsorpčních separačních metod. Směsné násady pro způsob podle tohoto vynálezu tedy mohou obsahovat určitá množství parafinů s přímým nebo rozvětveným řetězcem, cykloparafinů nebo olefinů. Přednostně jsou tato množství co nejnižší. aby se zabránilo znečištění produktů získaných při způsobu podle vynálezu látkami, které se neselektivně adsorbují na adsorbentu a neselektivně se sjeho pomocí oddělují. S výhodou by měl být obsah shora uvedených nečistot nižší než 20 % objemových, vztaženo na směsnou násadu uváděnou do postupu.

Při oddělování p-xylenu ze směsné násady obsahující p-xylen, alespoň jeden jiný Cg aromát a C9 aromát se směs uvádí za adsorpčních podmínek do styku s adsorbentem. Přitom se p-xylen (pokud je přítomen také p-ethyltoluen) selektivněji adsorbuje na adsorbentu a zůstává na něm

-4CZ 284107 B6 zachycen, zatímco ostatní složky zůstávají relativně neadsorbovány a odstraňují se z intersticiálních (vmezeřených) dutin mezi částicemi adsorbentu a s povrchu adsorbentu. Adsorbent obsahující selktivněji se adsorbující p-xylen je označován jako bohatý adsorbent, tj. adsorbent bohatý na selektivněji se adsorbující p-xylen. Z bohatého adsorbentu se pak p-xylen odstraňuje kontaktováním bohatého adsorbentu z diethyltoluenovým desorbentem za desorpčních podmínek.

Při tomto postupu, při němž se používá zeolitického adsorbentu a který se obvykle provádí kontinuálně za v podstatě konstatních teplot a tlaků, aby se zajistila existence kapalné fáze, se musí desorbent, jehož se má používat, uvážlivě volit tak, aby splňoval několik kriterií. Předně by měl desorbent vytěsňovat extraktovou složku z adsorbentu při dostatečně vysokém hmotnostním průtoku, přičemž zároveň by se neměl sám tak silně adsorbovat, aby to nežádoucím způsobem bránilo extraktové složce vytěsňovat z adsorbentu desorbent při následujícím adsorpčním cyklu. Za druhé, desorbent musí být kompatibilní s určeným adsorbentem a určenou směsnou násadou. Řečeno konkrétněji, desorbent nesmí snižovat nebo likvidovat důležitou selektivitu adsorbentu pro extraktovou složku vzhledem k rafinátové složce ani nesmí chemicky reagovat se složkami násady. Kromě toho by měl být desorbent snadno dělitelný od směsné násady uváděná do postupu. Jak rafinátová složka, tak extraktová složka se obvykle odstraňuje z adsorbentu ve formě směsi s desorbentem a pokud by se alespoň část desorbentu z těchto směsných proudů neoddělovala, nedosahovala by se příliš vysoké čistoty extraktového produktu ani rafinátového produktu a ani by nebyl desorbent k dispozici pro nové použití při postupu. Je proto výhodné, že diethyltoluenový desorbent, používaný při způsobu podle vynálezu, má o dost odlišnou střední teplotu varu než má směsná násada nebo jakákoliv z jejích složek, tj. tento rozdíl je vyšší než asi 5 °C. Tím je umožněno oddělení alespoň části desorbentu od složek násady v extraktovém a rafinátovém proudu jednoduchou frakČní destilací a získává se přitom proud desorbentu, který se může recirkulovat do výrobního procesu.

Konečně by měl byt desorbent snadno dostupný za rozumnou cenu. Vždycky však nelze předvídat, který desorbent nebo které desorbenty budou vhodné pro určitou konkrétní separaci za použití určitého konkrétního adsorbentu. Nyní se zjistilo, že při přednostním isothermním, isobarickém provádění způsobu podle vynálezu v kapalné fázi za použití takévé směsné násady pro separační postup, která obsahuje více než asi 0,1 % objemového C₉ aromátů, je vhodným desorbentem diethyltoluen (jednotlivé jeho isomery nebo jejich směsi), který desorbuje extrakt z adsorbentu a lze ho oddělovat od rafinátu obsahujícího C₉ aromáty destilací.

Adsorpční podmínky zahrnují teplotní interval od 20 do 250 °C, přičemž se dává teplotě v rozmezí od 60 do 200 °C a tlak, který právě postačuje pro zachování kapalné fáze. Tento tlak může ležet v intervalu od tlaku atmosférického do přetlaku 4,1 MPa. Desorpční podmínky zahrnují stejný rozsah teplot a tlaků, jakých se používá při provádění adsorpce.

Pro zkoušení různých adsorbentů a desorbentů ve spojení s určitou směsnou násadou se používá dynamického zkušebního zařízení. V tomto zařízení se měří vlastnosti adsorbentu, jako je adsorpční kapacita a rychlost výměny. Zařízení je tvořeno komorou pro adsorbent ve tvaru šroubovice, jejíž objem je přibližně 70 ml. Na protilehlých koncích této komory je umístěn přívod a odvod. Komora je umístěna v theromostatu a kromě toho se při jejím provozu používá zařízení pro regulaci tlaku, aby mohla pracovat za konstatního předem určeného tlaku. K výstupnímu potruví z komory mohou být připojena zařízení pro kvantitativní a kvalitativní analýzu, jako jsou refraktomery, polarimetry, chromarografy, atd., které mohou analyzovat proud opouštějící komoru a adsorbentem měřením přímo v proudu.

Pulsního testu, který se za použití tohoto zařízení provádí a následujícího obecného postupu se používá pro určení takových dat, jako je například selektivita, v případě různých systémů adsorbentu. Vedením desorbentu komorou s adsorbentem se adsorbent nasytí určitým desorbentem až do rovnováhy. Ve vhodnou dobu se do komory po dobu několika minut vstřikuje

-5 CZ 284107 B6 puls násady obsahující známou koncentraci indikátoru a známou koncentraci určité extraktové složky nebo rafinátové složky nebo obou těchto složek zředěných vždy desorbentem. Pak se obnoví proud desorbentu a indikátor a extraková a rafinátová složka se eluuji tak jako při chromatografii, kapalina-pevná látka. Vystupující proud může být analyzován chromatografem zapojeným přímo v proudu a může se pořizovat grafický záznam píků odpovídajícího proudu odebírat periodicky a mohou se analyzovat plynovou chromatografii později.

Z informací získaných při této zkoušce je možno vypočítat výkonnost adsorbentu vyjádřenou hodnotami prázdného objemu, retenčního objemu pro extraktovou a rafinátovou složku, rychlosti desorpce extraktové složky z adsorbentu a selektivity. Prázdný objem je neselektivní objem adsorbentu, který je vyjádřen jako množství desorbentu přečerpané v průběhu intervalu od zahájení toku až do doby odpovádající dosažení středu obalu píku indikátoru. Čistý retenční objem extraktové nebo rafinátové složky je možno charakterizovat vzdáleností mezi středem oblau píku (hrubý retenční objem) extraktové nebo rafinátové složky a středem obalu píku (prázdný objem) indikátorové složky nebo nějakým jiným známým referečním místem. Je vyjádřen jako objem v cm³ desorbentu čerpaného v průběhu tohoto časového intervalu odpovídajícího vzdálenosti mezi obaly páků. Rychlost výměny nebo desorpční rychlost extryktové složky pomocí desorbentu je obecně možno charakterizovat šířkou obalu píků při poloviční intenzitě. Čím je šířka píku užší, tím rychlejší je rychlost desorpce. Rychlost desorpce je také možno charakterizovat vzdáleností mezi středem obalu píku indikátoru a vymizením extraktové složky, která byla právě desorbována. Tato vzdálenost je opět vyjádřena jako objem desorbentu přečerpaného v průběhu tohoto časového intervalu. Selektivita (β) je definována jako poměr čistého retenčního objemu silněji adsorbované složky k čistému retenčnímu objemu každé ze zbývajících složek.

Vynález je podrobněji popsán v následujících příkladech provedení. Příklady mají výhradně ilustrativní charakter a rozsah vynálezu v žádném směru neomezují.

Příklad I

Při tomto pokusu se provádí pulsní zkouška za použití zařízení popsaného výše, aby se vyšetřila schopnost použít způsobu podle vynálezu pro oddělování p-xylenu (o teplotě varu 138 °C) od ostatních isomerů xylenu a ethylbenzenu (teploty varu od 136 do 145 °C) a od C₉ aromátů. Jako adsorbentu se používá faujasitu Y vyměněného draslíkem, vysušeného při 400 až 450 °C smíšeného s 15 % hmotnostními amorfního jdovitého pojivá.

Při všech pulsních zkouškách se kolona udržuje při teplotě 150 °C a tlaku 1,24 MPa, aby se udržel provoz v kapalné fázi. Do proudu vycházejícího z kolony je zapojen plynový· chromatograf zjišťující vdaných časových intervalech složení vycházející látky. Jako směsné násady se při všech zkouškách použije 5 cm³ směsí obsahující 0,45 cm³ každého z isomerů xylenu a ethylbenzenu a každého z následujících C₉ aromátů: kumenu, n-propylbenzenu, pethyltoluenu, mesitylenu, 1.2,4-trimethylbenzenu a 1,2,3-trimethylbenzenu. Normálního nonanu (0,45 cm³) se použije jako indikátoru a ke každé násadě se přidá 4,95 cm’ desorbentu. Desorbent obsahuje 30 % objemových diethyltoluenu (DET) ve formě isomerické směsi, přičemž zbytek tvoří n-C? parafin. Distribuce isomerů diethyltoluenu v desorbentu odpovídá směsi A uvedené v tabulce 1.

-6CZ 284107 B6

Tabulka 1

	směs A	směs B
3,5-DET :	47,7	18,6
3,4-DET :	stopy	stopy
2,4-DET :	2,5	1,6
2,3-DET :	7,4	7,3
2,5-DET :	18,6	41,9
2,6-DET :	23,8	30,6

Zkouška se provádí následujícím způsoben: Desorbent se kontinuálně uvádí do kolony při průtoku 1,2 cm³ min V určitém vhodném okamžiku se přívod desorbentu přeruší a po dobu 4,2 minuty se uvádí směsná násada. Poté se obnoví přívod desorbentu a pokračuje se v jeho uvádění do sloupce adsorbetu, dokud se ze sloupce neeluují všechny aromáty z násady, což se zjistí chromatografickou analýzou proudu látek vycházejícího z adsorpční kolony.

Výsledky této zkoušky jsou uvedeny v tabulce 2 a příslušný chromatografický záznam ilustrující způsob podle vynálezu je uveden na obr. 1. V tabulce je pro každou složku uveden hrubý retenční objem (GRV) a čistý retenční objem (NRV) a selektivita (β) pro každou složku vztažená k p—xylenu.

Tabulka 2

složka	referenční číslo k obr. 1	hrubý retenční objem (ml)	čistý retenční objem (ml)	selektivita (β)	teplota varu (°C)
n-nonan	1	46,9	0,0	0,00	(indikátor)
ethylbenzen	8	73,8	26,9	1,86	136
p-xylen	10	97,0	50,1	1,00 (ref. látka)	138
kumen	9	72,5	25,6	1,96	153
o-xylen	4	59,0	12,1	4,14	144
n-propylbenzen	7	66,9	20,0	2,50	159
p-ethyltoluen	11	128,8	81,9	0,61	162
mesitylen	2	53,4	6,5	7,69	163
1,2,4—trimethylbenzen	6	66,8	19,8	2,52	168
1,2,3-trimethylbenzen	5	61,4	14,5	3,45	175
m-xylen	3	57,3	10,3	4,84	139

Příklad II

Za stejných podmínek jako v příkladu I a za použití stejné násady jako v příkladu I se provede další pulsní zkouška. Na rozdíl od příkladu I se jako desorbentu použije 100 % diethyltoluenu, v němž distribuce isomerů odpovídá směsi B v tabulce 1. Jako adsorbentu se používá zeolitu typu X vyměněného baryem (BaX).

Výsledky získané při této zkoušce jsou uvedeny v tabulce 3 a na obr. 2.

Tabulka 3

složka	referenční	hrubý	čistý retenční selektivita (β)
	číslo k obr. 2	retenční	objem (ml)

objem (ml)

n-nonan	1	41,3	0,0	0,00
ethylbenzen	8	56,7	15,4	1,52
p-xylen	10	64,6	23,3	1,00
kumen	9	58,3	17,0	1,37
o-xylen	4	48,5	7,2	3,25
n-propylbenzen	7	50,4	9,1	2,56
p-ethyltoluen	11	69,0	27,7	0,84
mesitylen	2	44,0	2,6	8,80
1,2,4-trimethylbenzen	6	47,9	6,6	3,53
1,2,3-trimethylbenzen	5	46,8	5,4	4,28
m-xylen	3	47,9	6,6	3,53

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (7)

1. Způsob oddělování p-xylenu ze směsné násady obsahující p-xylen a alespoň jeden jiný isomer xylenu, při němž se směsná násada uvádí do styku s adsorbentem obsahujícím krystalický aluminosilikát, který- na místech vyměnitelných kationtů obsahuje ion kovu ze skupiny IA nebo IIA periodické tabulky za adsorpčních podmínek, přičemž dochází k selektivní adsorpci p-xylenu na adsorbentu a vzniká rafmátový proud obsahující méně silně adsorbované jiné isomery xylenu a poté se vzniklý adsorbent obsahující p-xylen uvádí do styku s desorbentem za desorpčních podmínek, přičemž dochází k odstranění p-xylenu z desorbentu ve formě extraktového proudu, vyznačující se tím, že desorbent obsahuje diethyltoluen.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se adsorbent volí ze souboru zahrnujícího zeolity typu X a zeolity typu Y.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že směšná násada obsahuje Cg aromatické uhlovodíky .

4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že zeolit na místech vyměnitelných kationtů obsahuje kationty draslíku nebo barya nebo jejich směs.

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že desorbentje zvolen ze souboru zahrnujícího 2,3-diethyltoluen, 2,5-diethyltoluen, 2,6-diethyltoluen, 3,4-diethyltoluen, 3,5diethyltoluen a směsi dvou nebo více těchto látek.

-8CZ 284107 B6

6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků laž5, vyznačující se tím, že se pracuje v protiproudovém systému se simulovaným pohyblivým ložem.

7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků laž5, vyznačující se tím, že se pracuje 5 v souproudovém pulsním vsázkovém systému.